سيستم مکان ياب جهاني (Global Positioning Systems) يا GPS يک سيستم راهبري و مسيريابي ماهواره اي است که از شبکه اي با ۲۴ ماهواره ساخته شده است.
اين ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ايالات متحده ساخته و در مدار قرار داده شده است . اين سيستم در ابتدا براي مصارف نظامي تهيه شد ولي از سال ۱۹۸۰ استفاده ي همگاني از آن آزاد و آغاز شد.
خدمات اين مجموعه در هر شرايط آب و هوايي و در هر نقطه از کره ي زمين در تمام ساعت شبانه روز در دسترس است. پديد آوردنگان اين سيستم، هيچ حق اشتراکي براي کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن کاملا رايگان ميباشد.
GPS چگونه کار مي کند؟
ماهواره هاي اين سيستم، در مداراتي دقيق هر روز ۲ بار بدور زمين مي گردند و اطلاعاتي را به زمين مخابره مي کنند. گيرنده هاي GPS اين اطلاعات را دريافت کرده و با انجام محاسبات هندسي، محل دقيق گيرنده را روي کره ي زمين محاسبه مي کنند.
در واقع گيرنده زمان فرستاده سيگنال توسط ماهواره را با زمان دريافت آن مقايسه مي کند. از اختلاف اين دو زمان فاصله گيرنده از ماهواره تعيين مي گردد. حال اين عمل را با داده هاي دريافتي از چند ماهواره ديگر تکرار مي کند و بدين ترتيب محل دقيق گيرنده را با اختلافي ناچيز ( حدود ۸ سانتي متر)در ميبابد.
گيرنده به دريافت اطلاعات همزمان از حداقل ۳ ماهواره براي محاسبه ۲ بعدي و يافتن طول و عرض جغرافيايي، و همچنين دريافت اطلاعات حداقل ۴ ماهواره براي يافتن مختصات سه بعدي نيازمند است.
با ادامه ي دريافت اطلاعات از ماهواره ها گيرنده اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسيرپيموده شده، فواصل طي شده، فاصله باقي مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشيد و بسياري اطاعات مفيد ديگر مي نمايد.
ماهواره هاي سيستم
۲۴ ماهواره ي GPS در مدارهايي بفاصله ۳۶۶۰۰ کيلومتري از سطح دريا گردش مي کنند. هر ماهواره دقيقا طي ۱۲ ساعت با سرعت ۱۱ هزار کيلومتر بر ساعت يک دور کامل بدور زمين مي گردد.
اين ماهواره ها نيروي خود را از خورشيد تامين مي کنند ولي باتري هايي نيز براي زمانهاي خورشيد گرفتگي و يا مواقعي که در سايه ي زمين حرکت مي کنند بهمراه دارند. راکتهاي کوچکي نيز ماهواره ها را در مسير درست نگاه مي دارند. به اين ماهواره ها NAVSTAR نيز گفته مي شود.
در اينجا به برخي مشخصه هاي جالب اين سيستم اشاره مي کنيم:
• اولين ماهواره GPS در سال ۱۹۷۸ در مدار زمين قرار گرفت.
• در سال ۱۹۹۴ شبکه ۲۴ عددي NAVSTAR تکميل شد.
• عمر هر ماهواره حدود ۱۰ سال است که پس از آن جايگزين مي گردد.
• هر ماهواره حدود ۲۰۰۰ پاوند وزن دارد و درازاي باتري هاي خورشيدي آن ۵.۵ متر است.
• انرژي مصرفي هر ماهواره، کمتر از ۵۰ وات ميباشد.
گيرندهي GPS
بسته به نوع مصرف و بودجه مي توانيد از گستره ي زيادي از گيرنده هاي GPS بهره ببريد. همچنين، بايد از در دسترس بودن نقشه ي مناسب و بروز (up-to-date) براي منطقه ي مورد استفاده تان، اطمينان حاصل کنيد.
امروزه بهاي گيرنده هاي GPS بطور چشمگيري کاهش پيدا کرده و هم اکنون در اروپا با بهايي برابر با يک گوشي متوسط موبايل نيز مي توان گيرنده GPS تهيه کرد.
امروزه در کشورهاي توسعه يافته از اين سيستم جهت کمک به راهبري خودرو، کشتي و انواع وسايل نقليه ي ديگر بهره گيري مي شود.
هر چه نقشه هاي منطقه اي که در حافظه گيرنده بارگذاري مي شود دقيق تر باشد، سرويسهايي که از GPS مي توان دريافت داشت نيز بهتر ميشود. براي نمونه مي توان از GPS مسير نزديکترين پمپ بنزين، تعميرگاه و يا ايستگاه قطار را پرسيد و مسير پيشنهادي را دنبال کرد. دقت مکانيابي اين سيستم در حد چند متر است که بسته به کيفيت گيرنده تغيير مي کند. از سيستم مکان ياب جهاني مي توان در کارههايي چون نقشه برداري و مساحي، پروژه هاي عمراني، کوهنوردي، کايت سواري، سفر در مناطق ناشناخته، کشتي راني و قايقراني، عمليات نجات هنگام وقوع سيل و زمينلرزه و هر فعاليت ديگر که نيازمند محل يابي باشد، بهره برد.